CN106830240A - 一种利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法 - Google Patents

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王伟
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Abstract

本发明公开了一种煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，属于煤化工领域。包括以下步骤：一、将煤矸石粉碎、过筛后在马弗炉中焙烧并快速冷却得到活化物料；二、将上述煤矸石加入稀硫酸并搅拌均匀，在马弗炉中加热熟化，得到煤矸石基絮凝剂；三、将煤矸石基絮凝剂与煤泥水搅拌一段时间后静置，取上清液，得到处理后的煤泥水。本发明利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水，不仅实现了煤炭资源的清洁生产和综合利用，还很大程度上解决了煤矸石对环境带来的危害，就地取材，变废为宝，解决了选煤厂高泥化煤泥水难处理的问题。

Description

一种利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法
技术领域
本发明涉及一种利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，属于煤化工技术领域。
背景技术
我国是一个煤炭生产和消费大国，但是，随着社会的发展，人民生活水平和环保意识的增强，依赖大量挖掘矿产资源发展经济的矿山企业发展模式已经不符合国家的能源政策和环保政策。矿山开采及煤炭洗选过程产生的废气、废石及废水等废料使得资源不断的浪费，生态环境也遭到极大的破坏。因此，如何合理利用矿产资源，降低环境污染，减少治理环境污染的经济成本，降低对传统能源的依赖度，提高能源综合利用的经济效益，保护生态环境等问题已成为矿产资源可持续发展的重要内容与手段。
煤矸石是煤炭开采和加工过程中产生的工业固体废物，在煤炭工业固体废物中所占比例最大，是我国排放量最大的工业固体废物，占其总量的35%左右。大量矸石的排放不仅对土壤、大气和水体等生态因子产生严重危害，同时煤矸石的长期堆存还占用了大量土地导致环境恶化，严重影响人体健康。矿区矸石的堆放多为自然堆积而成，结构疏松，稳定性较差，因而矸石山坡度过大或堆积过高被认为开挖或暴雨侵蚀时很容易造成坍塌、滑坡、泥石流等灾害，不仅会严重危害生态环境，更会对人民的生命财产造成极大损失。
发明内容
本发明旨在提供一种利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，以煤矸石为原料，生产出高性能煤矸石基絮凝剂，并将它应用于矿区自身选煤系统的煤泥水处理中，不仅实现了煤炭资源的清洁生产和综合利用，还很大程度上解决了煤矸石对环境和人民生命财产带来的危害。
本发明提供了一种利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，包括以下步骤：
(1) 制备煤矸石基絮凝剂：将煤矸石粉碎、过筛后于600℃～850℃下焙烧1～3h，冷却至20~25℃，将上述煤矸石加入20%～40%稀硫酸，液固比为(0.5～1.2mL):1g，搅拌均匀后，于400～550℃熟化1～3h，冷却得到煤矸石基絮凝剂；
(2) 将步骤(1)中煤矸石基絮凝剂加入煤泥水中配成矿浆，调节pH值为6~11，并搅拌5～10 min；
(3) 将步骤(2)中的矿浆静置，取上清液，得到处理后的煤泥水。
上述方法中，步骤(1)中，粉碎后的煤矸石粉末粒径在200目以下。
上述方法中，步骤(1)中，所述第一次冷却是指焙烧后的煤矸石迅速转移至室温下快速冷却，第二次熟化后冷却是物料完成熟化后在马弗炉中以10~20℃/min缓慢冷却至20~25℃。
上述方法中，步骤(2)中，所述矿浆中煤泥的浓度为10～50 g/L，每处理1L煤泥水需煤矸石基絮凝剂的量为0.8~2.0g。
上述方法中，步骤(2)中，所述搅拌方式为机械搅拌，搅拌速度为100～250 r/min。
上述方法中，步骤(2)中，使用硫酸或石灰调节pH。
上述方法中，步骤(3)中所述静置的时间为5～30min。
本发明的有益效果：
（1）考虑到我国在煤炭生产过程中既要增加煤炭产量，同时又要实现煤炭的清洁利用，本发明技术人员以实现煤炭资源化循环利用为原则，变废为宝，以废治废，实现了节能减排。
（2）本发明利用煤矸石制备的絮凝剂絮凝效果优良，使煤泥水中极细颗粒悬浮物能够以松散絮团的形式沉降絮凝，使得煤泥水深度澄清。
（3）絮凝过程工艺流程简单，处理后的煤泥水达到净化目的，且大大降低了絮凝剂的成本，具有较强的商业竞争力，将大力推动絮凝剂工业的发展。
（4）以煤矸石制备絮凝剂显著提高了煤矸石的综合利用率，不仅实现了煤炭资源的清洁生产和综合利用，还很大程度上解决了煤矸石对环境带来的危害。
（5）利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水很大程度上为企业带来了经济效益和社会效益，实现了煤炭可持续发展。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
本实施例利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法包括以下步骤：
步骤一、将煤矸石粉碎后过筛，得到粒径200目以下的煤矸石粉，然后称取2g煤矸石粉置于马弗炉中于800℃下焙烧1.5h，室温下快速冷却，得到活化物料。
步骤二、将步骤一中所得活化物料中加入20%稀硫酸，液固比为0.8mL:1g，并搅拌均匀。
步骤三、将步骤二中混合物置于马弗炉中于400℃下熟化3h，在马弗炉中以10℃/min缓慢冷却至25℃，得到煤矸石基絮凝剂。
步骤四、称取0.2g步骤三中煤矸石絮凝剂粉末加入至盛有250 mL浓度为50g/L煤泥水的烧杯中，在转速为100 r/min条件下搅拌5 min，转移至250 mL沉降管中，静置5 min，取上清液，得到处理后的煤泥水。
步骤五、经检测，本实施例处理后的煤泥水的透光率为91.8 %。由此可知，本实施例利用煤矸石制备絮凝剂对煤泥水的处理效果好，处理后的煤泥水清澈透明。
实施例2：
本实施例利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法包括以下步骤：
步骤一、将煤矸石粉碎后过筛，得到粒径200目以下的煤矸石粉，然后称取2g煤矸石粉置于马弗炉中于700℃下焙烧2h，室温下快速冷却，得到活化物料。
步骤二、将步骤一中所得活化物料中加入30%稀硫酸，液固比为1mL:1g，并搅拌均匀。
步骤三、将步骤二中混合物置于马弗炉中于500℃下熟化2h，在马弗炉中以15℃/min 缓慢冷却至25℃，得到煤矸石基絮凝剂。
步骤四、称取0.5g步骤三中煤矸石絮凝剂粉末加入盛有250 mL浓度为30g/L煤泥水的烧杯中，在转速为200 r/min条件下搅拌5 min，转移至250 mL沉降管中，静置30 min，取上清液，得到处理后的煤泥水。
步骤五、经检测，本实施例处理后的煤泥水的透光率为86.3%。由此可知，本实施例利用煤矸石制备絮凝剂对煤泥水的处理效果好。
实施例3：本实施例利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法包括以下步骤：
步骤一、将煤矸石粉碎后过筛，得到粒径200目以下的煤矸石粉，然后称取2g煤矸石粉置于马弗炉中于600℃下焙烧3h，室温下快速冷却，得到活化物料。
步骤二、将步骤一中所得活化物料中加入40%稀硫酸，液固比为1.2mL:1g，并搅拌均匀。
步骤三、将步骤二中混合物置于马弗炉中于550℃下熟化1.5h，在马弗炉中以20℃/min缓慢冷却至25℃，得到煤矸石基絮凝剂。
步骤四、称取0.2g步骤三中煤矸石絮凝剂粉末加入至盛有250 mL浓度为10g/L煤泥水的烧杯中，在转速为250 r/min条件下搅拌5 min，转移至250 mL沉降管中，静置30min，取上清液，得到处理后的煤泥水。
步骤五、经检测，本实施例处理后的煤泥水的透光率为97.6%。由此可知，本实施例利用煤矸石制备絮凝剂对煤泥水的处理效果好。

Claims (7)

1.一种利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 制备煤矸石基絮凝剂：将煤矸石粉碎、过筛后于600℃～850℃下焙烧1～3h，冷却至20~25℃，将上述煤矸石加入20%～40%稀硫酸，液固比为(0.5～1.2mL):1g，搅拌均匀后，于400～550℃熟化1～3h，冷却得到煤矸石基絮凝剂；
(2) 将步骤(1)中煤矸石基絮凝剂加入到煤泥水中配成矿浆，调节pH值为6~11，并搅拌5～10 min；
(3) 将步骤(2)中的矿浆静置，取上清液，得到处理后的煤泥水。
2.根据权利要求1所述的利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，其特征在于：步骤(1)中，粉碎后的煤矸石粉末粒径在200目以下。
3.根据权利要求1所述的利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述第一次冷却是指焙烧后的煤矸石迅速转移至室温下快速冷却，第二次熟化后冷却是物料完成熟化后在马弗炉中以10~20℃/min缓慢冷却至20~25℃。
4.根据权利要求1所述的利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述煤泥水的浓度为10～50 g/L，每处理1L煤泥水需煤矸石基絮凝剂的量为0.8~2.0g。
5.根据权利要求1所述的利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述搅拌方式为机械搅拌，搅拌速度为100～250 r/min。
6.根据权利要求1所述的利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，其特征在于：步骤(2)中，使用硫酸或石灰调节pH至6~11。
7.根据权利要求1所述的利用煤矸石基絮凝剂处理煤泥水的方法，其特征在于：步骤(3)中所述静置的时间为5～30min。
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